Bewegungsanalyse des Volleyballangriffsschlags

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Bewegungsanalyse des Volleyballangriffsschlags
Claas H. Kuhlmann, Karen Roemer (Projektleiterin) & Thomas L. Milani
Technische Universität Chemnitz, Institut für Sportwissenschaft
Problem
Weltweit spielen mit steigender Tendenz ca. 200 Mio. Menschen Volleyball (Aagaard et al., 1997), während Fußball von ca. 250 Mio. Menschen gespielt wird (Dvorak et al., 2000). Volleyball ist somit eines der meistgespielten Sportspiele weltweit.
Der Angriffsschlag von Position 4 hat dabei den Hauptanteil an den Punktgewinnen
(Kuhlmann et al., 2008). Als leistungsrelevante Parameter für den Angriffsschlag
gelten die Handlungshöhe (Neef & Heuchert, 1978) sowie die Schlaghärte (Quade,
1988; Weishoff, 2002). Um eine weitere Leistungssteigerung zu ermöglichen, soll
analysiert werden, welche biomechanischen Parameter der Sprung- und Schlagtechnik einen Einfluss auf Handlungshöhe und Schlaghärte haben. Taktische Einflussgrößen wurden bewusst nicht betrachtet.
Methode
In verschiedenen Aufnahmesets wurden bis zu zehn digitale High-Speed Kameras (3-mal Basler, 1-mal Vosskühler bzw. 8-mal Basler, 2-mal Vosskühler) jeweils
mit einer Aufnahmefrequenz von 100 Hz herangezogen, die rund um das Spielfeld
positioniert waren. Diese Kameras wurden gleichzeitig von einem PC über eine
geeignete Software (SIMI Motion-Capture, Version 7.5) angesteuert und getriggert.
Die Bildfrequenz für die jeweiligen Aufnahmen wurde bei allen digitalen Kameras
über die zugehörige Software elektronisch reguliert. Die Triggergenauigkeit und die
Frequenzgenauigkeit wurden in einer eigenen Voruntersuchung überprüft, bei der
sich keine praxisrelevanten Ungenauigkeiten ergaben. Die Kameras wurden mit 16
Markern mit bekannten 3D-Koordinaten kalibriert. Eine Überprüfung der Systemgenauigkeit ergab eine maximale Abweichung von 9 mm. In den Videos wurden
ausgewählte Körperpunkte manuell markiert und hieraus die 3D-Koordinaten der
markierten Körperpunkte berechnet. Die Spielbedingungen, Angriffsart und das
Zuspiel wurden standardisiert, um nur vergleichbare Bewegungen auszuwerten.
Aus der Gesamtheit der Angriffe, welche alle Kriterien erfüllten, wurden zufällig 10
Angriffe unterschiedlicher Spieler ausgewählt.
Ergebnisse und Diskussion
In diesem Abschnitt kann nur eine kleine Auswahl der untersuchten Parameter
exemplarisch dargestellt werden.
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Sprunghöhe und Balltreffzeitpunkt
Die maximale Handlungshöhe gilt als leistungsrelevanter Parameter beim Volleyballangriffsschlag (Neef & Heuchert, 1978). Während Coleman, Benham und Northcott
(1993) noch feststellten, dass der Ball nicht zum Zeitpunkt der maximalen Sprunghöhe getroffen wurde, konnten in dieser Studie nur geringe Abweichungen des Balltreffzeitpunktes in Bezug auf den Zeitpunkt der maximalen Sprunghöhe nachgewiesen werden. Der Ball wurde von n = 10 Spielern mit einem durchschnittlichen
zeitlichen Versatz des KSP von der maximalen Sprunghöhe von 5 ( ± 6) mm getroffen. Das entsprechende Zeitintervall betrug 17 ( ± 13) ms (Kuhlmann et al., 2007).
Es kann also festgestellt werden, dass Spieler auf heutigem Europaliganiveau den
Ball nahezu im höchsten Punkt des Sprunges treffen. Hier ist keine Reserve für eine
Verbesserung der Handlungshöhe zu erkennen. Dieses Ergebnis lässt den Schluss
zu, dass Trainingsmaßnahmen zur Verbesserung der Handlungshöhe gegenüber
dem Training eines optimalen Timings in dieser Leistungsklasse präferiert werden
sollten. Auf diesem Ergebnis basieren die weiteren unten beschriebenen Teiluntersuchungen.
„Closing time“ und Bodenkontaktzeit
Die sogenannte „Closing-time“ ist das Zeitinterval zwischen Fußaufsatz des Stemmbeines und Fußaufsatz des Beistellbeins. Sie betrug im Mittel 0,2 (± 0,03) s. Der
Zusammenhang von „Closing-time“ und Sprunghöhe beträgt r = -0,34 und ist auf
dem 5 %-Signifikanzniveau nicht signifikant. Auch bei der Bodenkontaktzeit (BKZ)
konnten keine ���������������������������������������������������������������
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ignifikanten Zusammenhänge festgestellt werden. Aus physikalischer Sicht müsste eine kürzere Bodenkontaktzeit bei gleichzeitig höherer Kraftspitze höhere Sprunghöhen ermöglichen. Die BKZ wurde getrennt für Stemmbein und
Beistellbein sowie für beide Beine gemeinsam betrachtet. Keiner der genannten
Parameter wies im interindividuellen Vergleich signifikante Zusammenhänge zur
Sprunghöhe auf. Bei intraindividuellen Vergleichen mehrerer Angriffsschläge eines
Spielers konnten jedoch diverse Zusammenhänge festgestellt werden (Kuhlmann
et al., 2008).
Die Ergebnisse zu Closing-time und BKZ im interindividuellen Vergleich lassen auf
einen unterschiedlich stark ausgeprägten Krafteinsatz der Sportler schließen. Da
keine kinetischen Daten erhoben werden konnten, lässt sich in dieser Untersuchung
nicht abschließend klären, welche Variante bei gleichem Krafteinsatz die besseren
Resultate liefert. Um diese Fragestellung zu klären, müssen Folgeuntersuchungen
im Labor stattfinden, welche auch die Kinetik berücksichtigen.
Maximale Gelenkwinkelgeschwindigkeiten
Es ist evident, dass die Sprunghöhe von der Koordination der unteren Extremitäten
abhängig ist. Bei der Betrachtung der maximalen Gelenkwinkelgeschwindigkeiten
der unteren Extremitäten (MAV) beim Absprung konnte jedoch keine einheitliche
Lösung für die Koordination gefunden werden. Sechs Probanden verwandten eine
zeitliche Abfolge der MAV von Hüfte, Knie und Sprunggelenk von proximal nach
distal, während vier Probanden ein gleichzeitiges Auftreten der MAV von Hüfte, Knie
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und Sprunggelenk zeigten. Durch die Betrachtung der zeitlichen Abfolge der MAV
aller Gelenke in Verbindung mit der Sprunghöhe konnte gezeigt werden, dass die
maximale Sprunghöhe immer kleiner war als der Mittelwert, wenn die MAV in zeitlicher Reihenfolge auftrat. Nur ein Proband erreichte eine höhere Sprunghöhe mit
einer zeitlichen Reihenfolge der MAV. Die Berechnung von Kendall’s Korrelationstest zeigte einen hohen Zusammenhang einer gleichzeitigen Abfolge der MAV und
einer höheren Sprunghöhe (rT = 0.82; p < 0.05). Diese Ergebnisse im Feld decken
sich mit Ergebnissen von Bobbert und van Ingen Schenau (1988) in einer Laboruntersuchung.
Für den Schlagarm konnten erwartete Korrelationen zwischen der Schulterwinkelgeschwindigkeit während des Schlages und der Ballgeschwindigkeit nach dem Schlag
(r = 0,78; p < 0,05) sowie der Geschwindigkeit des Ellenbogenwinkels während der
Schlagbewegung und der Ballgeschwindigkeit nach dem Schlag (r = 0,8; p < 0,01)
gefunden werden. Die Armbewegung wies intraindividuell eine Korrelation von bis
zu r = 0,99 auf (Roemer et al., 2007).
Es handelt sich beim Volleyballangriffsschlag in der höchsten Leistungsklasse um
sehr individuelle Bewegungen. Ein „Technikleitbild“, wie früher gefordert, wird den
Ansprüchen an Flexibilität und Variabilität eines guten Angreifers nicht mehr gerecht.
Aus diesem Grund muss in der Ausbildung des Nachwuchses großer Wert auf individuelles Training und auf die Ausprägung der individuell optimalen Technik gelegt
werden. Frank et al. (2008) beleuchten einen Ansatz, wie dies umgesetzt werden
könnte und stellen Studien zu diesem Thema dar.
Um die individuell optimale Technik frühzeitig zu erkennen, bedarf es weiterer
Untersuchungen im Bereich Talentförderung und Biomechanik. Der Aufbau eines
Messplatzes zur individuellen Technikdiagnostik für die schnelle Rückmeldung
im Trainingsbetrieb und zur Messung von Parametern, die nicht leicht von außen
erkennbar sind, erscheint notwendig. Diese Methode des Techniktrainings kann
anschließend systematisch in das Nachwuchstraining des Deutschen Volleyballverbandes einfließen.
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Literatur
Aagaard, H., Scavenius, M. & Jorgensen, U. (1997). An epidemiological analysis of
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Bobbert, M.F. & van Ingen Schenau, G.J. (1988). Coordination in vertical jumping.
Journal of biomechanics, 21, (3), 249-262.
Coleman, S.G.S., Benham, A.S. & Northcott, S.R. (1993). A three-dimensional
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Dvorak, J., Graf-Baumann, T., Peterson, L. & Junge, A. (2000). Risk factors and
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S1-S2.
Frank, T.D., Michelbrink, M., Beckmann, H. & Schöllhorn, W.I. (2008). A quantitative
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and order parameter equations. Biological cybernetics, 98, 19-31.
Kuhlmann, C.H., Roemer, K. & Milani, T.L. (2007). Aspects of a three dimensional
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M.H. Chagas (Eds.), Proceedings. XXV Annual Symposium of the International
Society of Biomechanics in Sports (ISBS). Belo Horizonte, 47-50.
Kuhlmann, C.H., Roemer, K., Zimmermann, B., Milani, T.L. & Fröhner, B. (2008).
Vergleichende Analyse von Technikparametern beim Angriff in definierten Spielsituationen im Volleyball. Eine Einzelfallanalyse. Leistungssport. (im Druck).
Neef, W. & Heuchert, R. (1978). Kennzeichnung der Abhängigkeiten und Beziehungen zwischen den Handlungshöhen und Handlungspositionen von Angreifer und
Block einerseits und der Trefffläche im gegnerischen Feld andererseits im Volleyball. Wissenschaftliche Zeitschrift der Deutschen Hochschule für Körperkultur
Leipzig. 19 (2), 127-136.
Quade, K. (1988). Der Armzug beim Angriffsschlag. Volleyballtraining: Lehre +
Praxis für Trainer und Sportler, 12 (4), 54-55.
Roemer, K., Kuhlmann, C.H. & Milani, T.L. (2007). Body angles in volleyball spike
investigated by modelling methods. In H.J. Menzel & M.H. Chagas (Eds.), Proceedings. XXV Annual Symposium of the International Society of Biomechanics
in Sports (ISBS). Belo Horizonte, 329-333.
Weishoff, P. (2002). Attacking. In D. Shondell & C. Reynaud (Eds.), Volleyball
Coaching Bible. Champaign IL: Human Kinetics.
Danksagung:
SIMI-Reality Motion Systems, GmbH, München.
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